Hur breda kugghjul behövs?

[victor_passe]

Hej, jag sitter och funderar lite på nästa års minisumo robot.
Jag kommer använda motorer med ett vridmoment på ca 3kg/cm som ska ledas mellan fram och bak hjulen med kugghjul med en pitch diameter på 25mm. Så då blir det ca 1,2kg på varje tand.
Varvtalet på kugghjulen är ca 1000rpm.

Så mina frågor är helt enkelt:
Vilken plast är bäst?
Hur tjock behöver den vara?

Jag skulle gissa på polykarbonat och att 4-5mm borde räcka.
Men det är bara en magkänsla. Finns det någon material duktig här?

Eller så kan jag använda stål men då antar jag att det måste vattenjetas ut.
Och det låter dyrt. I plast så kan någon med laser fixxa det.

Och om någon har en gissning på verkningsgrad för 3sådana kuggjul så skulle jag bli glad.

[sm7tjc]

Du skall tillverka kugghjulen av acetal (POM, Delrin o.s.v). Det är både starkt, segt och tål slitaget. Polykarbonat sliter du ut på en liten stund. När det gäller dimensioneringen så överlåter jag det till de som har miniräknare

[zeus]

Det går att räkna på, har inte boken här just nu dock.

Skulle ändå satsa på att överdimensionera så pass mycket att uträkningarna inte gör någon nytta.

[victor_passe]

Okej, men om jag nu använder någon acetal, tror ni att max 5mm räcker?
Kan iof få plats med nästan 8mm men helst runt 5.

[SeniorLemuren]

Hmm. Hur överdimensionerar man något som man inte känner till? Det var många år sedan jag läste hållfasthet men jag vill minnas att man borde kunna använda skjuvhållfastheten som beräkningsunderlag. Läs mer här.

Ex Shear strength is usually specified in pounds per square inch (psi). The number is used by multiplying it by the cross-sectional area of the pin, (or screw) measured in square inches.

The strength specifications of a material may vary between manufacturers, sometimes greatly. Polystyrene for example is available in tensile strengths from 1500 to 7000 psi. Other materials such as Nylon 6/6 has much tighter specifications, 9600 to 10500 psi. If you can't buy a "strength rated" component, you can calculate the shear strength range. We will do this in the example below.

[zeus]

Genom erfarenhet.

Men det behövs mer info än bredd och material.
Ska leta upp boken och se om jag kan räkna lite.

[victor_passe]

Här är en bild på hur det ser ut hittils:

bild.PNG

Nu är hjulen osynliga. Men de sitter på de främre/bakre kugghjulen.

[Fräsen]

Genom erfarenhet.

Men det behövs mer info än bredd och material.
Ska leta upp boken och se om jag kan räkna lite.

Förstår inte varför du yttrar dig då detta problem, enligt dig handlar om erfarenhet. Jag är inte kritisk mot dig, men dina kurser i "hållf" som även jag gått ger dig inte mer än trådskaparen förstår själv.

Han bör räkna på moduldelningens totala tvärsnittsarea på kugghjul nr. vid dess delningsdiameter. Därvid får han fram ett värde på kvadratmillimeter per mm kugghjul. Skjuvkraften fås genom moment och diameter på kuggdelningen. Genom att beräkna skjuvkraften kan man utesluta div. material. Utslitningsmässigt är det helt andra siffror. Verkningsgraden ligger på 0.95 (i ett verkligt läge) eller lägre på RAKSKURNA drev.

Allt detta borde förstås av den som fått godkänt i "hållf" 1 .

[zeus]

Ursäkta?

Genom erfarenhet går det att se om ett kugghjul klarar kraften eller ej.
Gör man det väldigt stort och med många kuggar så kan även en som inte läst hålf för att fatta om det håller.

Vad jag ville få fram är att jag inte skulle förlita mig på en enkel beräkning och lägga mig precis över den, utan ha stora säkerhetsmarginaler.


Jag tror du får bättre resultat, om jag kollar på bilden, om du ökar antalet kuggar.

[victor_passe]

Ok, dock kan jag göra hjulen själv med cnc när de är så stora kuggar.
Men jag ska göra så små kuggar jag kan i cnc och se hur bra det håller i en testrigg.

Vad är fördelen med fler kuggar?

[Fräsen]

Säger inte annat än att Zeus förslag om ökat antal kugg ökar livslängden, dock svårare att göra själv. Om jag inte minns fel så hade du en egen CNC-fräs som du kunde köra. Då väljer du det bästa materialet och den minsta diametern på frässtålet och kör därefter. DVS. har du Dia.1mm som minsta fräs så bör du inte köra mindre är RADIE 0,75mm.

Polykarbonat funkar, men slits fortare pga. högre friktion. En fet plast som POM håller längre men har inte samma skjuvhållfasthet.

[victor_passe]

Den ska köras max en timme eller 2 så hållbarheten bryr jag mig inte om.

[Fräsen]

Då ökar du kuggtätheten så mycket som möjligt för att få en så glappfri transmission som möjligt.

Fräs ut den plast som du har, allt annat än lock till glassförpackningar funkar...

Sägs att du ska efterbehandla polykarbonat efter bearbetning eftersom spänningar kan uppstå. Ett par hundra grader i den vanliga mat-ugnen borde duga gott...

[tecno]

Min rekommendation är att kuggfräsa en lämplig stång av POM och sedan kapa av lämpliga skivor. Nackdelen är att det krävs modulfräsar och delningsapparat alt A-axel.

[Fräsen]

POM är i allmänhet shysst, men i detta fall handlar det bara om att överföra moment i så liten skala som möjligt. Där har polykarbonat bättre förutsättningar ( i normaliserat tillstånd) att göra bättre ifrån sig.